一种改进甜菊糖味质的方法与流程

1.本发明属于甜菊糖口感提升领域，涉及了一种改进甜菊糖味质的方法。


背景技术：

2.甜菊糖是一种从甜叶菊(steviarebaudiana)的叶子中提取的一种含有八种成分的双萜糖苷的混合物，是一类天然甜味剂。其中甜菊苷、甜菊双糖a苷(ra)、甜菊双糖c苷(rc)的含量较高,共占90％以上，其中ra口感与蔗糖相近，但是含量低，其他两种成分含量占80％以上，但是具有明显的后苦味与涩味，严重影响甜菊糖的口感。甜菊糖提取物具有苦涩后味的原因，有研究表明，甜菊糖提取物中除了糖苷类物质外，还含有单宁、倍半内酯、类黄酮等成分，这些成分大都具有苦味，另外甜菊糖的苷元是甜菊醇，此物质为疏水性物质具有明显的苦味。从苦味的成因来看，提纯、减少提取物中的杂质成分是降低苦涩味的一种重要手段，另外对甜菊糖自身分子结构进行改造，去除苦味根源也是非常重要的方法。对甜菊糖进行进一步纯化固然可以改善部分口感，但反复纯化会导致成本骤增，对产业化生产非常不利。现在研究人员大都将改变甜菊糖的分子结构作为了研究重点。现有技术改善甜菊糖口感的方法主要有采用掺杂法、酶转糖基化法、微生物糖基化法。
3.现有技术中掺杂法通常使用糊精对甜菊糖进行包裹通过添加少量复配调味剂通过矫味的方式进行掩盖不良的杂味，申请号为cn200610036064.2的发明专利公布一种直接制出没有苦涩味的甜菊糖苷的技术方法，采用物理方法用β-cd包合甜菊糖苷中苦涩味因子的苷元部分，从而消除该甜菊糖苷中的苦涩味。
4.酶改法也是目前研究较多的方法，申请号为202010783270.x的专利公开了一种高纯度酶改质甜菊糖苷的制备方法，该方法使用环糊精或糊精或淀粉为糖基供体，纯度＞80％的甜菊糖苷为底物，使用环糊精葡萄糖基转移酶或环糊精葡萄糖基转移酶与α-淀粉酶复合酶进行转糖基反应，反应完成后使用活性炭脱色，大孔树脂纯化，洗脱液浓缩后进行喷雾干燥最终得到纯度＞80％的酶改质甜菊糖苷，颜色纯白、甜味自然纯正，但是由于该工艺使用的甜菊糖苷的纯度要求较高，而且步骤较多，工艺过程中使用粉末状活性炭脱色造成甜菊糖苷的损失率较大，增加了工业化生产的的成本，给产品的应用增添了限制因素。申请号为202010447383.2的专利公开了一种葡萄糖基甜菊糖苷的制备方法，该方法以甜菊提取物为底物，环糊精为糖基供体，使用环糊精转移酶进行反应，反应液一次通过脱色树脂、阴阳离子交换树脂、大孔树脂后，解吸液浓缩喷雾干燥得到葡萄糖基甜菊糖苷产品，该方法中要求述甜菊提取物中总苷含量≥90wt％同样对总苷含量要求较高，口感仍有缺陷，不易于工业化生产。
5.现有技术得到的改进后的甜菊糖甜味变弱，工艺流程复杂，成本较高，工业化难度较大。


技术实现要素：

6.本发明的目的旨在克服现有技术缺陷，设计一种改进甜菊糖味质的方法，该方法
包括甜菊糖提取物葡萄糖基化、果糖基化，颗粒活性炭柱脱色，大孔树脂柱纯化，往糖基化的产物中加入无机盐等增味物质达到改进甜菊糖味质的目的。
7.为了达到上述目的，本发明提供一种改进甜菊糖味质的方法，该方法包括如下步骤：
8.s1、将甜菊糖提取物、葡萄糖基供体分别溶于水中，混合两种溶液，往混合液中添加环糊精葡萄糖基转移酶，搅拌均匀，调节ph，置于60-70℃的水浴中震荡反应15-24h，待反应完成后将反应液置于95-100℃下保持10-20min，冷却反应液；
9.s2、将果糖基供体加入s1冷却后的反应液中，搅拌溶解，添加果糖基转移酶，搅拌均匀置于50-60℃水浴中振荡反应10-20h，待反应完成后将反应液置于95-100℃下保持10-20min后，冷却反应液；
10.s3、将s2冷却后的反应液溶液通过颗粒活性炭柱，收集流出液；
11.s4、将s3的流出液通过大孔树脂柱，完全吸附后，依次使用水、乙醇溶液进行洗脱，收集乙醇洗脱液，浓缩至溶液中含醇量为10％-20％，得到浓缩液；
12.s5、在s4浓缩液中加入无机盐，搅拌溶解，继续喷雾干燥，获得改进后的甜菊糖；其中无机盐的添加量为甜菊糖提取物重量的0.1％-0.5％。
13.步骤s1中葡萄糖基供体为麦芽糊精和预糊化淀粉中的一种。
14.步骤s1中：
15.甜菊糖提取物中甜菊糖总苷的重量含量为60％-85％；
16.甜菊糖提取物与葡萄糖基供体的重量比为1:1-2；
17.甜菊糖提取物与葡萄糖基供体的混合水溶液中甜菊糖苷的浓度为20-50g/l，葡萄糖基供体的浓度为20-100g/l；所述环糊精葡萄糖基转移酶的用量为甜菊糖提取物重量的0.5％-1％；所述环糊精葡萄糖基转移酶的酶活力为80-150u/ml；
18.所述ph为5-6；
19.振荡频率为100-200r/min。
20.步骤s1中甜菊糖提取物中的甜菊糖总苷的重量含量为75％；
21.采用麦芽糊精为葡萄糖基供体；
22.甜菊糖提取物与麦芽糊精的重量比例为1:1.5；
23.所添加的葡萄糖基转移酶的之重量为甜菊糖提取物重量的0.5％；
24.调节ph为5.6；
25.振荡频率为150r/min。
26.步骤s2中果糖基供体为低聚果糖和蔗糖中的一种。
27.步骤s2中：
28.果糖基供体加入量为s1中甜菊糖提取物重量的30％-50％；
29.果糖基转移酶的添加量为s1中甜菊糖提取物重量的0.1％-0.5％；
30.振荡频率为50-100r/min。
31.步骤s3中：
32.颗粒活性炭柱的柱径比为1:3-5；
33.颗粒活性炭柱的上柱流速为0.3-0.5bv/h，上柱液温度为8-15℃。
34.步骤s4中：
35.大孔树脂为d101，柱径比为1:8-10，上柱流速为0.8-1.5bv/h；
36.水洗脱流速为1-1.5bv/h，洗脱量为1-3bv；
37.乙醇洗脱液中乙醇的质量含量为60％-80％，洗脱流速为0.8-1.5bv/h，洗脱量为1-2bv。
38.s4中大孔树脂柱的柱径比为1:8，上柱流速为1bv/h，水洗脱流速为1bv/h，洗脱量为2bv；
39.乙醇洗脱液中乙醇的含量为60％，洗脱流速为1bv/h，洗脱量为2bv。
40.步骤s5中无机盐为氯化钠。
41.本发明具有以下优点：
42.1、本发明中底物甜菊糖提取物中甜菊糖总苷的含量为60％-85％，对甜菊糖的纯度要求较低，原料易获得，通过两步酶反应可以大大提升甜菊糖的口感，葡糖基化糖基供体选用麦芽糊精或预糊化淀粉，果糖基化供体选用蔗糖或低聚果糖，糖基供体原料易获得成本低。
43.2、本发明将经酶改后的甜菊糖通过活性炭柱，一方面可以进行部分脱色处理，颗粒活性炭相对于粉末状活性炭对有效成分的吸附较少，另外控制好上柱液的温度可以大大减少甜菊糖的损失。另一方面可以利用活性炭的非极性分离材质的性质，去除酶改反应产生的葡萄糖、未反应的淀粉等产物，可以对酶改甜菊糖进行纯化处理，减少其他物质对口感的影响。
44.3、本发明通过往酶改后的甜菊糖液体中加入无机盐，通过无机盐对甜菊糖的甜味有提升作用的特点，弥补酶改甜菊糖甜感薄的弱点，所制得的改进后的甜菊糖颜色纯白，口感纯正，无后苦涩味，甜感适中，扩大了甜菊糖在健康饮料、食品等方面的应用范围。
45.4、本发明制备方法简单，以专业测评员感官评价为指标，减少了对改进后的甜菊糖成分分析的繁琐步骤，成本低廉，适合工业化生产。
具体实施方式
46.下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
47.本发明的口感测试采用专业品评员进行定性描述，品评员的人数为15-30人，以5％蔗糖溶液为参照品，对改进前后的甜菊糖进行口感评定，改进后的甜菊糖根据甜感配制与5％蔗糖甜感相近的溶液后使用，蔗糖溶液的配制为5g蔗糖溶解到100ml水中，改进后的甜菊糖则配制5/n的与蔗糖甜感一致的溶液，以此计算改进后的甜菊糖的甜度倍数，n则为甜度倍数。溶液的主要评价指标为糖甜感、甘草味、入口苦、涩味、后苦味、后涩味，评定指标每项计分为5分制，评分为0-5分，以1分为一个阶梯进行评分，如糖甜感5分为蔗糖口感，数值越低口感越差，其余5项数值越高口感越差。5名专业测评员的打分去掉1个最高分和1个最低分，取剩下的人员每项平均值则为各项指标得分，取糖甜感与后5项指标总和的差值则为最后得分，差值越大，口感越接近蔗糖，综合口感越好。
48.本发明中环糊精葡萄糖基转移酶、果糖基转移酶均购自青岛蔚蓝生物股份有限公司。
49.实施例1：
50.s1、分别称取总苷质量含量为60％的甜菊糖提取物5g、麦芽糊精5g，分别溶于
125ml水中，混合两种溶液，搅拌均匀，往混合液中添加25mg酶活为80u/ml的环糊精葡萄糖基转移酶，搅拌均匀，调节ph为5后，置于60℃的水浴中振荡反应15h，振荡频率为100r/min，待反应完成后将反应液置于95℃下保持10min灭酶，冷却反应液。
51.s2、向上述反应液中加入1.5g低聚果糖，搅拌充分溶解后加入5mg果糖基转移酶，搅拌均匀后，置于50℃水浴中以50r/min的速度振荡反应10h，待反应完成后将反应液置于95℃下保持10min后，冷却反应液，保持温度为8℃。
52.s3、将s2中的冷却后反应液以0.3bv/h的流速通过径柱比为1:3的颗粒活性炭柱，收集流出液。
53.s4、使用d101大孔树脂装柱，径柱比为1:8，s3中的流出液以流速为0.8bv/h进行吸附，吸附完成后使用水进行除杂处理，水洗脱流速为1bv/h，洗脱量为1bv,水洗完成后使用60％乙醇进行洗脱，洗脱流速为0.8bv/h，洗脱量为1bv，收集醇洗脱液，减压真空浓缩至醇洗脱液中乙醇的体积浓度为10％。
54.s5、向s4浓缩液中加入5mg氯化钠，充分搅拌溶解后，喷雾干燥制得改进后的甜菊糖苷5.56g。
55.经反复配置不同的改进后的甜菊糖溶液，测试该产品的甜度为蔗糖甜度的200倍，选取15名经过专业培训的口感测试员对改进后的产品进行口感测试，结果见表1。
56.实施例2：
57.s1、分别称取总苷含量为75％的甜菊糖提取物500g、预糊化淀粉750g，分别溶于5l水中，混合两种溶液，搅拌均匀，往混合液中添加2.5g酶活为100u/ml的环糊精葡萄糖基转移酶，搅拌均匀，调节ph为5.6后，置于70℃的水浴中振荡反应20h，振荡频率为150r/min，待反应完成后将反应液置于95℃下保持20min，冷却反应液。
58.s2、向上述冷却后的反应液中加入250g蔗糖，搅拌充分溶解后加入2.5g果糖基转移酶，搅拌均匀后，置于70℃水浴中震荡反应24h，待反应完成后将反应液置于100℃下保持20min后，冷却反应液，保持温度为10℃。
59.s3、将s2中冷却后的反应液以0.5bv/h的流速通过径柱比为1:5的颗粒活性炭柱，收集流出液。
60.s4、使用d101大孔树脂装柱，径柱比为1:10，s3中的流出液以流速为1.5bv/h进行吸附，吸附完成后使用水进行除杂处理，水洗脱流速为1.5bv/h，洗脱量为3bv,水洗完成后使用80％乙醇进行洗脱，洗脱流速为1.5bv/h，洗脱量为2bv，收集醇洗脱液，减压真空浓缩至醇洗脱液中乙醇的体积浓度为20％。
61.s5、往s4浓缩液中加入2.5g氯化钠，充分搅拌溶解后，喷雾干燥制得改进后的甜菊糖苷534.28g。
62.经反复配置不同的改进后的甜菊糖溶液，测试该产品的甜度为蔗糖甜度的180倍。选取15名经过专业培训的口感测试员对改进后的产品进行口感测试，结果见表1。
63.实施例3：
64.s1、分别称取总苷为85％的甜菊糖提取物100kg、麦芽糊精120kg，分别溶于1250l水中，混合两种溶液，搅拌均匀，往混合液中添加800g酶活为150u/ml的环糊精葡萄糖基转移酶，搅拌均匀，调节ph为6后，置于70℃的水浴中振荡反应20h，振荡频率为200r/min，待反应完成后将反应液置于95℃下保持20min，冷却反应液。
65.s2、向上述冷却后的反应液中加入40kg低聚果糖，搅拌充分溶解后加入300g果糖基转移酶，搅拌均匀后，置于65℃水浴中震荡反应20h，待反应完成后将反应液置于100℃下保持10min后，冷却反应液，保持温度为15℃。
66.s3、将s2中冷却后的反应液以1bv/h的流速通过径柱比为1:4的颗粒活性炭柱，收集流出液。
67.s4、使用d101大孔树脂装柱，径柱比为1:9，s3中的流出液以流速为1bv/h进行吸附，吸附完成后使用水进行除杂处理，水洗脱流速为1bv/h，洗脱量为2bv,水洗完成后使用70％乙醇进行洗脱，洗脱流速为1bv/h，洗脱量为1.5bv，收集醇洗脱液，减压真空浓缩至醇洗脱液中乙醇的体积浓度为15％。
68.s5、往s4浓缩液中加入300g氯化钠，充分搅拌溶解后，喷雾干燥制得改进后的甜菊糖苷115.24kg。
69.经反复配置不同的改进后的甜菊糖溶液，测试该产品的甜度为蔗糖甜度的210倍,选取15名经过专业培训的口感测试员对改进后的产品进行口感测试，结果见表1。
70.对比例1
71.与实施例1不同的是对比例1不加果糖基酶进行转化。
72.s1、分别称取总苷为60％的甜菊糖提取物5g、麦芽糊精5g，分别溶于125ml水中，混合两种溶液，搅拌均匀，往混合液中添加25mg酶活为400u/ml的环糊精葡萄糖基转移酶，搅拌均匀，调节ph为5后，置于60℃的水浴中振荡反应15h，振荡频率为100r/min，待反应完成后将反应液置于95℃下保持10min，冷却反应液，保持温度为8℃。
73.s2、将s1中冷却后的反应液以0.3bv/h的流速通过径柱比为1:3的颗粒活性炭柱，收集流出液。
74.s3、使用d101大孔树脂装柱，径柱比为1:8，s3中的流出液以流速为0.8bv/h进行吸附，吸附完成后使用水进行除杂处理，水洗脱流速为1bv/h，洗脱量为1bv,水洗完成后使用60％乙醇进行洗脱，洗脱流速为0.8bv/h，洗脱量为1bv，收集醇洗脱液，减压真空浓缩至醇洗脱液中乙醇的体积浓度为10％。
75.s4、向s3浓缩液中加入5mg氯化钠，充分搅拌溶解后，喷雾干燥制得改进后的甜菊糖苷4.98g。
76.经反复配置不同的改进后的甜菊糖溶液，测试该产品的甜度为蔗糖甜度的130倍。选取15名经过专业培训的口感测试员对改进后的产品进行口感测试，结果见表1。
77.对比例2
78.与实施例1不同的是对比例1不加无机盐。
79.s1、分别称取总苷为60％的甜菊糖提取物5g、麦芽糊精5g，分别溶于125ml水中，混合两种溶液，搅拌均匀，往混合液中添加25mg酶活为400u/ml的环糊精葡萄糖基转移酶，搅拌均匀，调节ph为5后，置于60℃的水浴中振荡反应15h，振荡频率为100r/min，待反应完成后将反应液置于95℃下保持10min，冷却反应液。
80.s2、向上述冷却后的反应液中加入1.5g低聚果糖，搅拌充分溶解后加入5mg果糖基转移酶，搅拌均匀后，置于50℃水浴中以50r/min的速度振荡反应10h，待反应完成后将反应液置于95℃下保持10min后，冷却反应液，保持温度为8℃。
81.s3、将s2中的反应液以0.3bv/h的流速通过径柱比为1:3的颗粒活性炭柱，收集流
出液。
82.s4、使用d101大孔树脂装柱，径柱比为1:8，s3中的流出液以流速为0.8bv/h进行吸附，吸附完成后使用水进行除杂处理，水洗脱流速为1bv/h，洗脱量为1bv,水洗完成后使用60％乙醇进行洗脱，洗脱流速为0.8bv/h，洗脱量为1bv，收集醇洗脱液，减压真空浓缩干燥得到改进后的甜菊糖5.24g。
83.经反复配置不同的改进后的甜菊糖溶液，测试该产品的甜度为蔗糖甜度的150倍，选取15名经过专业培训的口感测试员对改进后的产品进行口感测试，结果见表1。
84.对比例3
85.与实施例1不同的是对比例3使用粉末活性炭进行脱色处理。
86.s1、分别称取总苷为60％的甜菊糖提取物5g、麦芽糊精5g，分别溶于125ml水中，混合两种溶液，搅拌均匀，往混合液中添加25mg酶活为400u/ml的环糊精葡萄糖基转移酶，搅拌均匀，调节ph为5后，置于60℃的水浴中振荡反应15h，振荡频率为100r/min，待反应完成后将反应液置于95℃下保持10min，冷却反应液。
87.s2、向上述冷却后的反应液中加入1.5g低聚果糖，搅拌充分溶解后加入5mg果糖基转移酶，搅拌均匀后，置于50℃水浴中以50r/min的速度振荡反应10h，待反应完成后将反应液置于95℃下保持10min后，冷却反应液，保持温度为8℃。
88.s3、将50mg粉末活性炭加入s2反应液中，搅拌半小时后过滤，收集滤液。
89.s4、使用d101大孔树脂装柱，径柱比为1:8，s3中的滤液以流速为0.8bv/h进行吸附，吸附完成后使用水进行除杂处理，水洗脱流速为1bv/h，洗脱量为1bv,水洗完成后使用60％乙醇进行洗脱，洗脱流速为0.8bv/h，洗脱量为1bv，收集醇洗脱液，减压真空浓缩至醇洗脱液中乙醇的体积浓度为10％。
90.s5、向s4浓缩液中加入5mg氯化钠，充分搅拌溶解后，喷雾干燥制得改进后的甜菊糖苷4.85g。经反复配置不同的改进后的甜菊糖溶液，测试该产品的甜度为蔗糖甜度的160倍，选取15名经过专业培训的口感测试员对改进后的产品进行口感测试，结果见表1。
91.表1实施例与对比例的测试结果
[0092][0093][0094]
经本发明所改进后的甜菊糖口感接近蔗糖，无甘草味，入口苦明显减弱，无后苦味
后涩味，本发明以专业测评口感为评价指标，通过6个维度的打分综合评价改进后的甜菊糖口感，无需对改进后的甜菊糖进行成分分析，方法简单易行。
[0095]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。